复合式低焦油固定床生物质气化装置研究

综合分析上吸式固定床及下吸式固定床生物质气化装置各自特点,提出复合式低焦油固定床生物质气化装置,建立生物质原料处理量为600 kg/h的中试规模试验装置并开展研究。研究结果表明:复合式低焦油固定床生物质气化装置具有结构简单、气化效率高、热效率高、碳转化率高、原料适用性广等优点,极大程度提高了燃气清洁程度,对于生物质气化、发电、供热、化石燃料替代等领域的工业化应用起到了极大的推动作用。     

中国生物质能利用技术评价

本文针对目前我国已有的生物质能利用技术进行技术评价,主要有生物质燃烧技术(包括炉灶燃烧技术、锅炉燃烧发电技术和生物质型煤技术)、生物质气化技术(包括生物质气化技术、生物质气化发电技术)和生物质热裂解液化技术。本文在阐述我国生物质能源开发利用的意义的基础上,综述了上述各种技术发展现状与近年来的应用情况,对我国生物质能利用技术的发展有参考价值。     

生物质气化气中焦油非催化裂解实验研究

生物质气化是一种环境友好的新能源利用技术,焦油作为生物质气化的副产物,是限制气化技术发展的主要因素.试验针对生物质气化产出气中焦油在700～1 000℃裂解温度区间的裂解特性进行了分析,并提出了焦油裂解产气率的概念.试验表明,焦油裂解气可以成为生物质气化气的有效的能量补充,而且随着裂解温度的升高,焦油裂解产气率增加,焦...     

生物质气化发电燃气焦油脱除方法的探讨

生物质气化发电技术的最大难点之一就是如何除去燃气中含有的焦油等污染物,这些成分会对燃气轮机或内燃机等设备造成一定的影响.因此生物质气化发电过程中燃气焦油的脱除是目前国内外重点研究和解决的课题之一.文章在研究国内外大量有关文献资料的基础上,深入阐述了气化过程中焦油产生的机理、影响焦油生成的因素以及焦油的脱除方法,重点探讨了目前较为有效的焦油热化学脱除方法,即焦油的热裂解和催化裂解方法,以期为生物质气化发电燃气焦油的脱除提供一些思路和参考.     

1MW木粉气化发电系统的运行特性分析

通过对海南三亚木粉发电系统的运行状况分析，结果发现：气化过程中所夹带的飞灰以及所生成的焦油是影响发电系统正常运行的主要因素，显热损失和飞灰中没有完全气化的碳损失是导致气化发电系统效率下降的主要原因。同时考查了气化过程中污染物排放情况及添加焦油裂解催化剂对气体成份和焦油裂解的影响，对改进今后生物质气化发电系统的大型化设计具有一定的指导意义。     

生物质焦油裂解的技术关键

生物质焦油是生物质气化过程中有害的副产物，它会降低气化效率，影响设备运行，所以必须加以有效利用和处理。本文介绍了国内外焦油催化裂解的研究现状，详细地分析了讨论了催化裂解的关键过程和工艺件，总结出了焦油催化裂解的最佳条件和比较有前景的工艺路线。     

改进型固定床上吸式气化炉及其在蒸汽锅炉中的代油燃烧应用

在蒸汽锅炉进行生物质能源改造中,生物质气化燃气代替煤、油具有成本、环保、政策方面的优势,但必须解决焦油的二次污染问题。本文提出以改进型即中部出气固定床上吸式气化炉生产生物质可燃气,及焦油成分随燃气直接在锅炉炉膛燃烧的技术路线,并以2 T/h蒸汽锅炉为例对气化炉的主要结构参数进行设计计算。采用基于锅炉输出蒸汽压力的气化炉鼓风自适应控制方法实现系统的闭环控制。最后通过实际应用案例实测数据的热能计算证明生物质气化燃气在蒸汽锅炉中代替煤、油燃烧的可行性。     

生物质流化床燃烧/气化的烧结特性与机理综述

流化床燃烧/气化是生物质高效规模化能源利用的主要方式之一,由于生物质在较低温度下燃烧/气化时就容易发生床料烧结,影响了系统安全稳定运行,阻碍了能源利用效率的提高.系统地归纳了不同生物质在不同种类床料状态下燃烧/气化时烧结所需的特征温度,分析了生物质种类、碱金属含量、反应气氛与烧结温度之间的联系,结合相关研究,对生物质的烧结机理进行了分析和总结,对烧结温度预测方法和模型的优缺点进行了剖析和比较,对生物质燃烧/气化烧结机理进一步研究、预测模型的优化等提出了积极的建议,以期为相关研究的深入开展和生物质能规模化利用水平的提高提供有意义的参考.     

生物质焦油的特性及其净化研究现状

通过分析生物质热解气化过程中焦油的特性和生成机制,以及净化方法研究现状,了解焦油的主要组成和基本特性参数,发现焦油随着反应温度的升高,逐步经过裂解、聚合、缩合反应生成多环芳香烃。而焦油的脱除应当根据不同的生物质气化反应特性,多种方法结合,以减少催化剂损失、提高焦油脱除率和转化率。     

生物质气化焦油生成碳黑的实验研究

生物质气化焦油有还原NO的作用。在小型管流反应器上进行的生物质气化气焦油还原NO的过程中有碳黑产生,对试验产生影响。碳黑对人体健康也极具危害。虽有研究表明碳黑有还原NO的作用,但其效果不如焦油裂解之后的小分子永久气体还原NO的效果好,因此再燃过程中有必要对碳黑生成进行控制。对几种典型的生物质焦油模型化合物（苯、甲苯、苯乙烯）燃烧生成碳黑的重要起始参数进行实验测定,得到不同再燃温度条件下（900～1400℃）,苯、甲苯和苯乙烯燃烧生成碳黑的起始碳氧比。本试验结果将对含焦油的生物质气化气再燃试验起到指导作用。     

An experimental study on air gasification of biomass micron fuel (BMF) in a cyclone gasifier

Biomass micron fuel (BMF) produced from feedstock (energy crops, agricultural wastes, forestry residues and so on) through an efficient crushing process is a kind of powdery biomass fuel with particle size of less than 250 μm. Based on the properties of BMF, a cyclone gasifier concept has been considered in our laboratory for biomass gasification. The concept combines and integrates partial oxidation, fast pyrolysis, gasification, and tar cracking, as well as a shift reaction, with the purpose of producing a high quality of gas. In this paper, characteristics of BMF air gasification were studied in the gasifier. Without outer heat energy input, the whole process is supplied with energy produced by partial combustion of BMF in the gasifier using a hypostoichiometric amount of air. The effects of equivalence ratio (ER) and biomass particle size on gasification temperature, gas composition, gas yield, low-heating value (LHV), carbon conversion and gasification efficiency were studied. The results showed that higher ER led to higher gasification temperature and contributed to high H₂-content, but too high ER lowered fuel gas content and degraded fuel gas quality. A smaller particle was more favorable for higher gas yield, LHV, carbon conversion and gasification efficiency. And the BMF air gasification in the cyclone gasifier with the energy self-sufficiency is reliable.     

4MW级生物质气化发电示范工程的设计研究

介绍了我国4MW级的生物质气化整体联合循环发电示范工程的设计特点。该工艺中使用了中温静电除尘、焦油裂解装置和显热回收系统，预计投运后，将会使生物质的气化效率提高、可燃气中焦油含量减少以及系统效率得以提高，为我国生物质能的开发与运用开辟了广阔的前景。     

烘焙对生物质热化学转化特性影响的研究进展

生物质是可再生能源的重要组成部分,储量巨大,但其含水量高、能量密度和热值低等缺点致使其研磨难度大、存储运输不便,难以资源化利用。本文对烘焙预处理技术的过程及特点、能耗分析和较为理想的烘焙标准进行了简述;并重点阐述了烘焙对生物质燃烧、热解和气化特性影响的研究进展。经烘焙处理后的生物质在炉膛内可快速、稳定燃烧,炉内温度迅速升高,产生的烟气量减少;热解产生的生物质焦油中水和乙酸含量明显减少,苯酚含量增加,热值总体升高;气化合成气品质明显提升,能量密度增大,总气化效率显著提高。此外,对烘焙预处理技术在城市固体废弃物处理的应用进行了简要的概述,并对其在生物质和城市固体废弃物研究方向上进行了展望。     

Main routes for the thermo-conversion of biomass into fuels and chemicals. Part 1: Pyrolysis systems

Since the energy crises of the 1970s, many countries have become interest in biomass as a fuel source to expand the development of domestic and renewable energy sources and reduce the environmental impacts of energy production. Biomass is used to meet a variety of energy needs, including generating electricity, heating homes, fueling vehicles and providing process heat for industrial facilities. The methods available for energy production from biomass can be divided into two main categories: thermo-chemical and biological conversion routes. There are several thermo-chemical routes for biomass-based energy production, such as direct combustion, liquefaction, pyrolysis, supercritical water extraction, gasification, air–steam gasification and so on. The pyrolysis is thermal degradation of biomass by heat in the absence of oxygen, which results in the production of charcoal (solid), bio-oil (liquid), and fuel gas products. Pyrolysis liquid is referred to in the literature by terms such as pyrolysis oil, bio-oil, bio-crude oil, bio-fuel oil, wood liquid, wood oil, liquid smoke, wood distillates, pyroligneous tar, and pyroligneous acid. Bio-oil can be used as a fuel in boilers, diesel engines or gas turbines for heat and electricity generation.     

基于HSC计算的煤焦油化学链热裂解反应优化

以流化床装置中煤焦油化学链热裂解制取炭黑条件为参照,进行了煤焦油化学链热裂解制炭黑反应的数值计算。对比分析了不同载氧体类型以及同一载氧体不同掺混比例下的炭黑收率和能量利用率。结果表明:采用Fe/Al复合载氧体时与其他载氧体相比,炭黑收率更高,并且能达到较高的能量利用效率;Fe/Ni复合载氧体更适用于气化。虽然模拟结果与实验数据有所偏差,但模拟结果对煤焦油化学链热裂解制炭黑反应工况的优化具有参考作用。     

Exergy analysis of biomass-to-synthetic natural gas (SNG) process via indirect gasification of various biomass feedstock

This paper presents an exergy analysis of SNG production via indirect gasification of various biomass feedstock, including virgin (woody) biomass as well as waste biomass (municipal solid waste and sludge). In indirect gasification heat needed for endothermic gasification reactions is produced by burning char in a separate combustion section of the gasifier and subsequently the heat is transferred to the gasification section. The advantages of indirect gasification are no syngas dilution with nitrogen and no external heat source required. The production process involves several process units, including biomass gasification, syngas cooler, cleaning and compression, methanation reactors and SNG conditioning. The process is simulated with a computer model using the flow-sheeting program Aspen Plus. The exergy analysis is performed for various operating conditions such as gasifier pressure, methanation pressure and temperature. The largest internal exergy losses occur in the gasifier followed by methanation and SNG conditioning. It is shown that exergetic efficiency of biomass-to-SNG process for woody biomass is higher than that for waste biomass. The exergetic efficiency for all biomass feedstock increases with gasification pressure, whereas the effects of methanation pressure and temperature are opposite for treated wood and waste biomass.     

生物质焦油防水膏试验研究

从生物质焦油资源的综合利用和环境保护的角度出发，提出用生物质焦油作主要原料研究开发新型的高效防水膏，通过对生物质焦油防水膏样品的吸水性和耐热性能的试验研究，表明防水膏中的生物质焦油含量越高其防水性能越好，而耐热性能越差。当防水膏中的生物质焦油含量为45％，时其综合性能最佳，既易于施工，又有较好的防水作用，具有显著的经济和环境效益，适用于工业和民用建筑的防水材料。     

燃气-超临界CO2联合循环发电系统

  [目的]  燃气轮机排气温度高,可增加底循环,利用排气的余热发电,从而提高燃料总的能量利用率。鉴于超临界CO₂循环热效率高,并且具有系统简单、结构紧凑、运行灵活等潜在优势,可与燃气轮机组成新型的燃气-超临界CO₂联合循环。  [方法]  为了充分利用燃气轮机排气余热,提出在简单回热超临界CO₂循环的基础上,再嵌套一个简单回热循环的布置方式,并以PG9351(FA)型燃气轮机为例,对其热效率进行了计算分析。同时,在系统中增加余热利用装置,可将剩余热量用于供热、转换为冷量或发电。  [结果]  结果表明:对于选定的燃气轮机,超临界CO₂循环最高温度可达约600 ℃,循环发电效率约32%,获得余热温度为170 ℃以上,余热热量占燃气轮机排气热量9%,联合循环发电效率约54%。  [结论]  燃气-超临界CO₂联合循环发电系统具有较高的热效率,并且保留部分较高品位的余热,可进一步用于电厂运行。